• Hakkımızda
  • Yazarlar
  • Reklam
  • Mobil Uygulamalarımız
  • Şikayet/İletişim
  • Giriş
  • Kaydol
Sanal Şantiye
  • Güncel
    • Haberler
    • Etkinlik
    • Teknoloji
    • Konu Dışı
  • Kütüphane
    • İnşaat Mühendisliği
      • Yapı
      • Mekanik
      • Geoteknik
      • Hidrolik
      • Ulaştırma
      • Yapı Malzemeleri
      • Diğer Notlar
      • Deneyler
    • Kanun & Yönetmelikler
    • İnşaat Programları
    • Yerbilimleri
    • Kitaplar
    • İş Güvenliği
    • Makaleler
    • Deprem
    • Şantiye
    • Sözlük
    • Staj
    • Kişisel Gelişim
  • Video
  • Blog
  • Test
  • Soru Cevap
  • TBDY 2018
  • Mimari
  • Fiyatlar
    • 2025 Yılı Yapı Yaklaşık Birim Maliyetleri
    • Güncel Demir Fiyatları
    • Güncel Hazır Beton Fiyatları
    • Çimento Fiyatları
    • Gazbeton Fiyatları
    • 2024 Birim Fiyatları | Tüm Bakanlıklar
Sonuç Bulunamadı
Tüm Sonuçları Görüntüle
  • Güncel
    • Haberler
    • Etkinlik
    • Teknoloji
    • Konu Dışı
  • Kütüphane
    • İnşaat Mühendisliği
      • Yapı
      • Mekanik
      • Geoteknik
      • Hidrolik
      • Ulaştırma
      • Yapı Malzemeleri
      • Diğer Notlar
      • Deneyler
    • Kanun & Yönetmelikler
    • İnşaat Programları
    • Yerbilimleri
    • Kitaplar
    • İş Güvenliği
    • Makaleler
    • Deprem
    • Şantiye
    • Sözlük
    • Staj
    • Kişisel Gelişim
  • Video
  • Blog
  • Test
  • Soru Cevap
  • TBDY 2018
  • Mimari
  • Fiyatlar
    • 2025 Yılı Yapı Yaklaşık Birim Maliyetleri
    • Güncel Demir Fiyatları
    • Güncel Hazır Beton Fiyatları
    • Çimento Fiyatları
    • Gazbeton Fiyatları
    • 2024 Birim Fiyatları | Tüm Bakanlıklar
Sonuç Bulunamadı
Tüm Sonuçları Görüntüle
Sanal Şantiye
Anasayfa Kütüphane Deprem

Sismik Yapı Elemanlarında Yeni Bir Alternatif: “Burkulması Önlenmiş Çelik Çaprazlar”

Tugay Can MERİÇ - Tugay Can MERİÇ
17 Kasım 2018 - Güncelleme 22 Aralık 2020
Kategori: Deprem, Makaleler
4
Sismik Yapı Elemanlarında Yeni Bir Alternatif: "Burkulması Önlenmiş Çelik Çaprazlar"

Deprem tehlikesi altında inşa edilen yapıların depremin getirdiği etkilere dayanıklı olması son derece önemlidir. Geçmiş yıllarda yaşanılan felaketlerden de edinilen tecrübeler bu zorunluluğun ne kadar hayati olduğunu göstermiştir. Tarih boyunca mühendisler ve akademisyenler depremin yapılar üzerindeki etkilerini en aza indirmeye çalışmak için çeşitli yapı elemanları ve sistemler geliştirmiştir.

Bu yazıda, Japonya’da keşfedilen daha sonra Amerika’da yaygınlaşan, ülkemizde de İzmir’deki bir yüksek yapıda kullanılan “Burkulması Önlenmiş Çaprazlar” hakkında bilgiler verilecektir. Fakat bu konuya girilmeden önce bazı kavramlar açıklanacaktır.

Süneklik Nedir?

Süneklik bir elemanın belirli yüklemeler altında taşıma kapasitesini kaybetmeden kalıcı şekil değiştirebilme yeteneğine denir.

Depremin Yapılar Üzerindeki Yatay Etkileri

Deprem sırasında açığa çıkan enerjiden dolayı zemin yatay doğrultuda hareket eder. Fakat yapı, ataletinden dolayı zeminle aynı anda hareket edemediği için zemin tarafından taban kesme kuvvetine maruz kalır. Bu kuvvet etkisiyle yapı boyunca yükseklik ve geometrisine bağlı olarak çeşitli modlarda global hareketler ve yatay ötelemeler meydana gelir. Yatay ötelemelerin fazla olması demek elemanlarda ikincil mertebe etkilerin meydana gelmesi ve stabilite kaybı sebebiyle yük taşıma kapasitesinin yok olması sonucunda yapının göçmesi demektir.

Yatay Ötelemeler Nasıl Kontrol Altında Tutulur?

Yatay ötelemeler bir yay prensibi olan “F=k.x” ifadesindeki uygulanan kuvvet “F” ile doğru, rijitlik “k” ile ters orantılıdır. Yani kolon gibi düşey taşıyıcı elemanların eğilme rijitlikleriyle orantılıdır. Fakat mimari ve ekonomik açıdan kolon kesitlerinin büyütülmesi bir yere kadar çözüm sağlar. Daha ekonomik ve güvenilir çözümler için yapılarda yatay deformasyonları sınırlayan yapı elemanları kullanılır. Bu elemanlar betonarme binalarda perde duvar, çelik binalarda ise çelik çaprazlardır.d

Çelik Malzemesinin En Büyük Problemi: “Burkulma”

Çelikten üretilmiş yapı elemanlarının en büyük sorunlarından biri burkulma davranışıdır. Burkulma, bir elemanın üretim aşamasındaki hatalar (uluslararası literatürde: initial conditions) ve yeterince narin olması sebebiyle kritik bir basınç yüklemesinden sonra stabilite kaybına uğrayarak yanal deformasyon yapma eğilimine denir.

Burkulma davranışı eğer önlem alınmaz ise çelik kesitlerde basınç kapasitelerine ulaşamadan göçmeye sebebiyet verir. Euler’in ideal burkulma davranışına göre bir elemanın burkulmaması için ya yanal desteklerle eleman burkulma boyu düşürülmeli ya da kesit rijitliği arttırılarak kritik burkulma yükü arttırılmalıdır.

Burkulması Önlenmiş Çelik Çapraz ve Çalışma Mekanizması

Japon akademisyenler çeliğin bu karakteristik davranış sorununa çözüm olarak birçok konsept denemiştir ve en etkili model olarak çelik bir plakadan oluşan çekirdeğin etrafınının yine çelik bir tüple çevrelemek ve iki elemanın arasını beton şerbetiyle doldurmak olduğuna karar vermiştir.

Sismik Yapı Elemanlarında Yeni Bir Alternatif: "Burkulması Önlenmiş Çelik Çaprazlar"     Şekil 1: Burkulması Önlenmiş Çapraz Elemanları

Burkulması önlenmiş çelik çaprazın çalışma mekanizması ise çelik çekirdeğin çapraz üstüne gelen eksenel yükü taşıması, beton kabuk ve çelik tüpün oluşturduğu koruyucu kasanın ise rijitlik sağlayarak çapraz elemanın basınç kuvveti altında burkulmasının önlenmesi şeklindedir. Bu mekanizmada kritik olan noktalardan biri çelik çekirdek ile koruyucu beton arasında “yüzey ayırıcı malzeme” kullanılması ve iki eleman arasında yük transferi olmamasıdır. Diğeri ise her elemanda olduğu üzere elemanın hiçbir bölgesinde yerel burkulmanın oluşmasının önlenmesidir. Bundan dolayı geçiş bölgesi olarak adlandırılan çekirdek ve birleşim bölgesi arasında kalan alanda daha büyük ve geniş bir kesit kullanılır.

Çapraza gelen eksenel kuvvet etkisinde çelik çekirdeğin akması ama kopmaması beklenir. Bu da elemana süneklik yeteneğini kazandırmaktadır. Çeliğin çekme altındaki pekleşmesine ek olarak basınç altında pekleşmesi de burkulması önlenmiş çaprazlarda söz konusudur ve basınç altındaki pekleşmesi çekmedekinden daha fazla olacağından pekleşme noktalarında basınç dayanımı çekme dayanımından nispeten daha fazla olacaktır. Bundan dolayı her çaprazın farklı bir dayanım fazlalığı düzeltme katsayısı vardır ve bu katsayılar ampirik olarak değil üreticiyle işbirliğiyle yapılarak belirli testlerle belirlenir.

Burkulması önlenmiş çaprazların birleşimleri bulonlu veya pimli olarak yapılır ve bu detaylar üreticiden üreticiye değişmektedir.

Şekil 2: Bulonlu birleşim

Sismik Yapı Elemanlarında Yeni Bir Alternatif: "Burkulması Önlenmiş Çelik Çaprazlar"
Şekil 3: Pimli birleşim

Burkulması önlenmiş çaprazlar taşıyıcı sistemde V, ters V, X ve K şeklinde merkezi olarak tasarlanır. Taşıyıcı sisteme göre konfigürasyonu değişebilir.

Sismik Yapı Elemanlarında Yeni Bir Alternatif: "Burkulması Önlenmiş Çelik Çaprazlar"
Şekil 4: V konfigürasyonundaki               burkulması önlenmiş çaprazlı çerçeve
Sismik Yapı Elemanlarında Yeni Bir Alternatif: "Burkulması Önlenmiş Çelik Çaprazlar"
Şekil 5: Ters V konfigürasyonundaki burkulması                         önlenmiş çaprazlı çerçeve

Dünyada üç tane burkulması önlenmiş çelik çapraz üreticisi bulunmaktadır. Bunlardan biri Amerikan biri Japon ve diğeri Macar firmasıdır. Burkulması önlenmiş çelik çaprazların kullanım alanları sadece çelik yapılarla sınırlı değil aynı zamanda betonarme binalarda kullanımı gerekli hesaplar yapıldığı takdirde mümkündür.

Burkulması Önlenmiş Çelik Çaprazların Avantajları ve Dezavantajları

Avantajları

1- Üniform Histeretik(Çevrimsel) Davranış

Çaprazların basınç kuvveti altında burkulmasının önlenmiş olmasından dolayı çevrimsel yüklerde(örneğin: deprem) çekmede olduğu kadar basınçta da yeterli dayanım ve şekil değiştirme davranışı sergiler.

Sismik Yapı Elemanlarında Yeni Bir Alternatif: "Burkulması Önlenmiş Çelik Çaprazlar"
Şekil 6: Geleneksel çaprazlar ile burkulması önlenmiş çaprazların histeretik davranış diyagramları

2- Enerji Sönümleme Kabiliyeti

Döngüsel yüklerde çekme ve basınç şekil değiştirme kapasitesinin yüksek olmasından dolayı depremin getirdiği enerji daha iyi sönümlenir.

3- Ekonomiklik

Yönetmeliklerce burkulması önlenmiş çelik çaprazların kullanıldığı çerçevelerde bina davranış katsayısının R=8 alınmasının önerilmesinden ötürü deprem kuvvetinin daha az bir kısmı dayanımla karşılanacağından ötürü daha ekonomik kesitler kullanılır. Böylelikle sönümleyici olmayan elemanlar daha az zorlanmaktadır.

4- Güvenilirlik

Belirli testlerden geçtikten sonra tasarıma dahil olmasından ötürü ve basınç altında burkulmayacağından burkulması önlenmiş çaprazlar geleneksel çaprazlara göre daha güvenilirdir.

Aşağıdaki videoda burkulması önlenmiş çelik çapraz numunelerinin dinamik yükleme testi yapılmaktadır. İlgili video;

Bir diğer videoda ise burkulması önlenmiş çelik çaprazlarla tasarlanmış bir çerçevenin deprem tablası üzerinde testi yapılmaktadır. İlgili video;

Dezavantajları

1- Tasarım Zorluğu

Tasarım aşaması testlere dayandığından ötürü üretici firma ile kooperatif olarak çalışılması gerekmektedir. Uyum ve iletişim problemlerinden ötürü zaman kayıpları yaşanabilir.

2- Üretim Maliyeti

Üretim işçiliği ve teknolojisinden dolayı geleneksel çaprazlara nispeten fazla maliyet.

 

Kaynakça:

-Hussain Saif, Paul Van Benschoten, Mohamed Al Satari,Silian Lin. “Buckling Restrained Braced Frame (BRBF) Structures: Analysis, Design and Approvals” 2010

-Engelhardt, Michael D. “Design of Seismic-Resistant Steel Building Structures Buckling Restrained Braced Frames. University of Texas at Austin” 2007

-ASCI 341-16 “Seismic Provisionsfor Structural Steel Buildings” 2016

-R.Siva Nagaraju ve L.Trinath Buckling Restrained Braces

-Qiang Xie “State of the art of buckling-restrained braces in Asia” 2004

-Wakabayashi M, Nakamura T, Katagihara A, Yogoyama H, Morisono T. “Experimental study on the elastoplastic behavior of braces enclosed by precast concrete panels under horizontal cyclic loading: Part 1 & Part 2” 1977-1980

-Escudero, Edison Ochoa. «Comparative Parametric Study on Normal and Buckling Restrained Steel Braces.» Universita degli Studi di Pavia 2003.

-Baghbanijavid Z, Abdolrahim Jalali, Yasrebinia Y. “Seismic Response of Buckling Restrained Braced Frames under Near Fault Ground Motions” 2010

-Çiğdem Karataş “Çelik ve Alüminyum Alaşımlı Çekirdekli Burkulması Önlenmiş Çaprazların (BÖÇ) Tasarımı, Üretimi ve Yön Değiştiren Tekrarlı Yükler Etkisindeki  Davranışı” 2012

-Karimi S., and Arbabi F. “Seismic Evaluation and Cyclic Testing Of Buckling” 2008

-AISC 341-05 “Ek T” 2005

 


Sanal Şantiye sitesinden daha fazla şey keşfedin

Subscribe to get the latest posts sent to your email.

Etiketler: çelik yapılarÇok katlı yapılardepremdeprem izolatörüsismik izolasyonsismik sönümleyicisüneklikyüksek sünek
Paylaş166Tweet104Gönder
Tugay Can MERİÇ

Tugay Can MERİÇ

İlgili İçerik

MÜHENDİSLER VE TÜRK STANDARDLARI

- İnş.Müh.Ahmet Çelikkollu

  Türk Standardları Enstitüsü; her türlü madde ve mamüller ile usul ve hizmet standardlarını yapmak amacıyla 18 Kasım 1960 tarih...

Devamını okuDetails

Türkiye Bina Taşıyıcı Sistem Tasarım Felsefesi Doğru Mu?

- İnş.Müh.Ahmet Çelikkollu
Türkiye Bina Taşıyıcı Sistem Tasarım Felsefesi Doğru Mu?

Belli bir tesir(kuvvet) altında, taşıyıcı sistem için amaçlanan performansa tasarım felsefesi denir. Amaçlanan performans taşıyıcı sistemin tamamen göçmesi olabilir, amaçlanan...

Devamını okuDetails

Mevcut Binaya Göre Bina Performans Analizi Hesap Yöntemi Seçimi

- İnş.Müh.Ahmet Çelikkollu
Mevcut Binaya Göre Bina Performans Analizi Hesap Yöntemi Seçimi

Bina performans analizi, deprem olmadan binanın hangi kolonunun, hangi kirişinin neresinin, ne kadar hasar göreceğinin belirlenmesidir. Daha net bir tanımla...

Devamını okuDetails

“D” Katsayısının Taşıyıcı Sistem Sünekliğine Etkisi

- İnş.Müh.Ahmet Çelikkollu
“D” Katsayısının Taşıyıcı Sistem Sünekliğine Etkisi

TBDY 2018’ de, Tablo 4.1 ‘de taşıyıcı sistem türlerine göre adına Dayanım Fazlalığı Katsayısı denilen “ D” ‘ler tablo halinde...

Devamını okuDetails
Please login to join discussion

En Çok Okunanlar

  • Hazır Beton Fiyatları 2025 – Haziran Ayı Güncel Fiyatlar

    Hazır Beton Fiyatları 2025 – Haziran Ayı Güncel Fiyatlar

    40822 paylaşım
    Paylaş 16328 Tweet 10205
  • Kira Sözleşmesi Örneği (PDF) – 2025 | Kira Sözleşmesinde Dikkat Edilecekler

    14212 paylaşım
    Paylaş 5626 Tweet 3516
  • Güncel Çimento Fiyatları – 2025

    12101 paylaşım
    Paylaş 4840 Tweet 3025
  • 2024 Yılı Bina Metrekare İnşaat Maliyet Bedelleri Yayımlandı

    6988 paylaşım
    Paylaş 2795 Tweet 1747
  • Radye Temel Nedir? Nasıl Uygulanır?

    11892 paylaşım
    Paylaş 4756 Tweet 2973

Son Yorumlar

  • İnşaat İşçilerine Belge Zorunluluğu Geliyor için İnş.Müh. Fatih Taner Vural
  • Devam Eden Bir Şantiyenin Şefliğini Devralırken Nelere Dikkat Edilmeli? için İnş.Müh. Fatih Taner Vural
  • İnşaat mühendisi maaş aralığı için İNŞ.MÜH. ALİ İSMAİL
  • Çin, Nükleer Füzyon Enerjisi Arayışında: Yapay Güneş için stefantraugott
  • Tünel Kalıp Uygulama Rehberi (Tüm Detaylarıyla) – PDF için ferhtulker

Sponsorlu İçerik



Sorular

  • Trapez Betonu Hakkında
  • TERAS KAT MI, ÇATI ARASI KAT MI?
  • riskli yapı tespiti için sınava yönelik çalışma
  • Yapı kullanma almak için ne yapılmalı?
  • minha etimolojisi

Bizi Takip Edin

Sanal Şantiye ®

Abone ol

Sanal Şantiyeye abone olmak ve e-posta ile bildirimler almak için e-posta adresinizi girin.

Diğer 201 bin aboneye katılın

Yasal Uyarı

Fikir ve Sanat Eserleri Kanunu Madde Ek-4 “…hak sahiplerinin başvuruları üzerine ihlâle konu eserler içerikten çıkarılır. Bunun için hakları haleldar olan gerçek veya tüzel kişi öncelikle bilgi içerik sağlayıcısına başvurarak üç gün içinde ihlâlin durdurulmasını ister.” hükmü uyarınca telif hakkı ihlali olduğunu düşündüğünüz yazı/resim/video vb. içerikleri bize bildirmeniz durumunda 3 gün içinde gerekli işlem yapılarak ilgili içerik kaldırılacaktır.

  • Hakkımızda
  • Yazarlar
  • Yazarlık
  • Kullanım Koşulları
  • Gizlilik Politikası
  • Reklam
  • Şikayet/İletişim
  • Site Haritası

© 2009 - ∞ Sanal Şantiye

Hoşgeldin!

Hesabınıza giriş yapın

Şifremi Unuttum Kaydol

Yeni Hesap Oluştur

Kayıt olmak için formu doldurun

Tüm alanlar zorunludur Giriş

Şifrenizi geri alın

Şifrenizi yenilemek için e-posta adresinizi veya kullanıcı adınızı girin

Giriş
Sonuç Bulunamadı
Tüm Sonuçları Görüntüle
  • Güncel
    • Haberler
    • Etkinlik
    • Konu Dışı
    • Teknoloji
    • Sponsorlu İçerik
  • Kütüphane
    • İnşaat Mühendisliği
      • Yapı
      • Yapı Malzemeleri
      • Ulaştırma
      • Mekanik
      • Hidrolik
      • Geoteknik
      • Yapı İşletmesi
      • Diğer Notlar
      • Deneyler
    • Deprem
    • İnşaat Programları
    • Kişisel Gelişim
    • Kitaplar
    • Staj
    • Makaleler
    • Şantiye
  • Kanun & Yönetmelikler
  • Güncel Malzeme Fiyatları
    • Güncel Demir Fiyatları
    • Hazır Beton Fiyatları İllere Göre
    • Çimento Fiyatları
    • Güncel Gazbeton Fiyatları
    • 2024 Birim Fiyatlar (Tüm Bakanlıklar)
    • 2025 Yılı Yapı Yaklaşık Birim Maliyetleri
  • Testler
  • Video
  • Soru Cevap
  • Yazarlar
  • Ekibe Katıl
  • Hakkımızda
  • Şikayet/İletişim
  • Giriş
  • Kaydol

© 2009 - ∞ Sanal Şantiye

Bu web sitesi çerezleri kullanır. Bu web sitesini kullanmaya devam ederek, çerezlerin kullanılmasına izin vermiş olursunuz. Gizlilik politikamızı inceleyin.